Diversas evidências indicam que o núcleo dorsal da rafe (NDR), principal fonte de inervação serotonérgica para estruturas límbicas, é uma estrutura heterogênea composta por populações de neurônios serotonérgicos anatômica e funcionalmente distintas, as quais têm sido diferentemente implicadas na fisiopatologia dos transtornos de ansiedade, como o transtorno do pânico. Fármacos antidepressivos são a primeira escolha para o tratamento de tais transtornos e o atraso para a manifestação dos efeitos terapêuticos desses fármacos tem sido, consistentemente, associado a alterações na neurotransmissão serotonérgica. Entretanto, ainda é desconhecido se estas alterações podem ser heterogêneas entre as diferentes sub-regiões do NDR e é este o foco de investigação do presente estudo. Inicialmente, foi investigado o perfil de ativação neuronal das diferentes sub-regiões do NDR, através da avaliação da expressão de proteína Fos, em ratos submetidos à tarefa de fuga no modelo do labirinto em T elevado, após administração aguda ou crônica com a fluoxetina ou a imipramina. Nestes mesmos animais, foram também avaliado o número de células triptofano hidroxilase positivas. Para fins comparativos, o efeito do tratamento com a imipramina em animais submetidos à esquiva inibitória também foi avaliado. A análise imunoistoquímica indicou que a tarefa de fuga promoveu um aumento na expressão da proteína Fos em neurônios nãoserotonérgicos localizados na sub-região das asas laterais do NDR. Efeito este que não foi observado em animais tratados cronicamente com a fluoxetina e a imipramina. Além disso, o tratamento prolongado com a fluoxetina, mas não com a imipramina, foi capaz de aumentar a ativação de neurônios serotonérgicos nesta mesma sub-região. Diferente do que foi observado na tarefa de fuga, a tarefa de esquiva inibitória promoveu um aumento na ativação de neurônios serotonérgicos nas sub-regiões DRC, DRD e DRV. Perfil que não foi observado nos grupos aguda e cronicamente tratados com imipramina. Além disso, somente o tratamento prolongado com a imipramina promoveu uma diminuição no recrutamento de neurônios não-serotonérgicos em diversas sub-regiões do NDR. Diante do resultado imunoistoquímico observado no experimento com a fluoxetina, avaliamos a participação dos autorreceptores 5-HT1A das asas laterais no efeito observado. Através da técnica whole-cell patch clamp, em uma linhagem de camundongos transgênicos que apresenta neurônios serotonérgicos fluorescentes, foi avaliada a responsividade destes receptores após o tratamento com a fluoxetina. Os resultados indicam que os animais tratados cronicamente com fluoxetina apresentam aumento na excitabilidade basal com diminuída sensibilidade ao agonista de receptores 5-HT1A, 8-OHDPAT. Assim, é possível sugerir que o efeito antipânico da fluoxetina administrada cronicamente parece estar relacionado com uma redução na ativação de neurônios não-serotonérgicos e um aumento no recrutamento de neurônios serotonérgicos localizados nas asas laterais, sendo que esta última pode ser explicada pela dessensibilização dos autorreceptores 5-HT1A. Com relação à imipramina, é possível sugerir que o efeito panicolítico promovido pelo tratamento prolongado pode ser devido à diminuição no recrutamento de neurônios não-serotonérgicos das asas laterais. Já para o efeito ansiolítico, tanto a diminuição no recrutamento de neurônios não-serotonérgicos em diferentes sub-regiões do NDR, quanto a diminuição na ativação de neurônios serotonérgicos no DRC, DRD e DRV parecem estar envolvidas. / A wealth of evidence indicates that the dorsal raphe nucleus (DR) is a heterogeneous structure, composed of anatomically and functionally distinct populations of serotonergic neurons, which have been differently implicated in the pathophysiology of anxiety, such as panic disorder. Antidepressant drugs are the first choice in treatment of anxiety disorders, and the delay for the therapeutic effect have consistently been associated with changes in serotonergic neurotransmission within the DR. However, it is unknown whether these alterations can be heterogeneous among the different subregions of the DR, and this is the focus of investigation of the present study. First, it was investigated the profile of neuronal activation of different subregions of the DR - by using the evaluation of Fos protein expression of rats exposed to the escape task in the elevated T-maze test, after acute or chronic administration of fluoxetine or imipramine. In the same animals, it was also investigated the number of positive triptophan hidroxylasis cells. For comparative reasons, it was evaluated the behavioral and immunohistochemical effects of imipramine treatment on inhibitory avoidance acquisition in the elevated T-maze, a response associated with anxiety. The results of the immunohistochemical analysis indicated that animals exposed to escape behavior exhibited higher expression of Fos protein in non-serotonergic neurons in the DR lateral wings. This effect was not observed in fluoxetine or imipramine chronically treated animals. Moreover, chronic treatment with fluoxetine, but not imipramine, was able to increase the activation of serotonergic neurons on this subregion. On the other hand, the inhibitory avoidance task promoted an increase in the activation of serotonergic neurons in the sub-regions DRC, DRD, and DRV. This profile was not observed after acute or chronic treatment with imipramine. Additionally, only the long-term treatment with imipramine showed a decrease in the activation of non-serotonergic neurons in different subregions of the DR. Based on the results obtained with fluoxetine experiment, we evaluated the role of the 5-HT1A autoreceptors located in the lateral wings. For this, we used the whole-cell patch clamp technique in a transgenic mouse line, which exhibit fluorescence in serotonergic neurons. The results indicate that the animals treated chronically with fluoxetine presented an increase in the basal excitability, with lower responsivity to the 5-HT1A agonist - 8-OH-DPAT. Altogether, the results suggest that the anti-panic effect caused by chronic fluoxetine treatment is associated with a reduction in the activation of non-serotonergic neurons, and an increase in the recruitment of non-serotonergic neurons in lateral wings. This last observation seems to be related to a 5-HT1A autoreceptor desensitization in the lateral wings. Regarding imipramine, this panicolytic effect caused by chronic administration of this drug seems to be related to a decreased activation of the non-serotonergic neurons in the lateral wings. Finally, the anxiolytic effect, of imipramine may be associated to a decrease in the recruitment of non-serotonergic neurons in different DR subregions, allied with a decreased activation of serotonergic neurons in the DRC, DRD and DRV.

Déficits na regulação serotoninérgica dos circuitos catecolaminérgicos tem sido propostos como um mecanismo relacionado à etiologia dos transtornos de humor. Projeções do núcleo mediano da rafe (MnR) modulam a atividade dopaminérgica no prosencéfalo e são também parte de um sistema de inibição/desinibição comportamental que se assemelha às variações nos níveis de atividade apresentados durante os polos do transtorno bipolar. O objetivo do presente estudo foi avaliar se as alterações comportamentais induzidas pela inativação do MnR podem ser um modelo animal para estudo da mania humana. No Capítulo I, o procedimento de lesão eletrolítica do MnR foi realizado em ratos Wistar machos, tendo como controles os grupos lesão fictícia e intacto. Os resultados confirmaram a capacidade desta manipulação experimental em reproduzir hiperatividade e estereotipia crônicas, aumento na frequência de respostas positivamente reforçadas por solução de sacarose e padrão comportamental de dominância social. Ainda, foi demonstrada a potencialidade do tratamento crônico com lítio em reduzir a hiperatividade. No Capítulo II foram realizadas lesões eletrolíticas do MnR em camundongos C57BL/6J machos, tendo novamente como controles os grupos lesão fictícia e intacto. Os resultados demonstraram desenvolvimento de hiperatividade, estereotipia e maior frequência de exposição a situações aversivas/de risco nos testes do labirinto em cruz elevado e do claro/escuro. O tratamento crônico com lítio atenuou ou reverteu parte destas alterações comportamentais. Análises do tecido encefálico demonstraram níveis terapêuticos equivalentes de LiCl em todos os grupos submetidos ao tratamento e a histologia confirmou o sítio de lesão. O conjunto dos dados obtidos sugere a adequação do modelo proposto pelo atendimento aos critérios de validade de face e preditiva apresentando como vantagens a mimetização de diversos sintomas do transtorno e a cronicidade destes. Ainda, a reprodutibilidade dos efeitos da lesão em diferentes espécies sugere a existência de homologia evolutiva, acrescentando fundamentos à validade de constructo hipotetizada. Por fim, destaca-se que este modelo de mania parece ser heurístico pela possibilidade de contribuir para a investigação dos mecanismos de ação do lítio e para a compreensão das relações de oposição entre os sistemas neurotransmissores excitatórios e inibitórios como parte da neurobiologia dos transtornos de humor / Deficits in serotoninergic regulation of catecholaminergic circuits have been proposed as a mechanism related to the etiology of mood disorders. Projections from the median raphe nucleus (MnR) modulate the dopaminergic activity in the forebrain and are also part of a behavioral disinhibition/inhibition system that resembles the variations in activity levels shown during the poles of bipolar disorder. The aim of the present study was to evaluate if the behavioral effects induced by the inactivation of the MnR can be considered an animal model for studying the human mania. In Chapter I, the MnR electrolytic lesion was performed in male Wistar rats, having as control groups sham operated and intact animals. The results confirmed the capacity of this experimental manipulation to reproduce chronic hyperactivity and stereotypy, increased response frequency positively reinforced by sucrose solution and a social dominant behavioral pattern. Furthermore, it was shown the potentiality of the lithium treatment in reducing the hyperactivity. In Chapter II MnR electrolytic lesions were performed in C57BL/6J mice, having as control groups sham operated and intact animals. The results demonstrated the development of hyperactivity, stereotypy and increased frequency of exposure to aversive situations/\"risk taking\" in the elevated plus maze and light/dark box tests. Chronic treatment with lithium attenuated or reversed some of these behavioral alterations. Encephalic tissue analysis showed equivalent lithium therapeutic levels in all treated groups and the histology confirmed the lesion site. The set of data obtained suggests the suitability of the proposed model for attending criteria for face and predictive validities presenting advantages such as the mimicking of several disorder symptoms and the chronicity of them. Also, the reproducibility of the effects of the lesion in different species suggests the existence of evolutionary homology and adds basis to the construct validity hypothesized. Finally, it is emphasized that this model of mania seems to be heuristic by the possibility to contribute to the investigation of lithium mechanisms of action and for understanding the opposite relations between excitatory and inhibitory neurotransmitter systems as part of the neurobiology of mood disorders

A habênula é uma estrutura epitalâmica diferenciada em dois complexos nucleares, a habênula medial (MHb) e a habênula lateral (LHb). Recentemente, a MHb junto com seu alvo principal, o núcleo interpeduncular (IP), foram identificados como estruturas chaves envolvidas na mediação dos efeitos aversivos da nicotina. Contudo, estruturas intimamente interligadas com o eixo MHb-IP, como o núcleo mediano (MnR), a parte caudal do núcleo dorsal da rafe (DRC), e o núcleo tegmental laterodorsal (LDTg) podem contribuir para os efeitos comportamentais da nicotina. As conexões aferentes e eferentes do IP, até agora, não foram sistematicamente investigadas com traçadores sensíveis. Assim, realizamos injeções de traçadores retrógrados ou anterógrados em diferentes subdivisões do IP, no MnR, ou LDTg e também examinamos a assinatura neuroquímica de algumas das mais proeminentes aferências dessas três estruturas através da combinação de rastreamento retrógrada com métodos de imunofluorescência e hibridização in situ. Além de receber entradas topograficamente organizadas da MHb e também da LHb, observamos que o IP está principalmente interligado de forma recíproca com estruturas da linha média, incluindo o MnR/DRC, o núcleo incerto, o núcleo supramamilar, o septo e o LDTg. As conexões bidirecionais entre o IP e o MnR assim como as entradas do LDTg para o IP provaram de ser principalmente GABAérgicas. Com respeito a uma possível topografia das saídas do IP, todos os subnúcleos do IP deram origem a projeções descendentes, enquanto as suas projeções ascendentes, incluindo projeções focais para o hipocampo ventral, o septo ventrolateral, e a LHb originaram da região dorsocaudal do IP. Nossos resultados indicam que o IP está intimamente associado a uma rede de estruturas da linha média, todos eles considerados moduladores chave da atividade teta do hipocampo. Assim, o IP forma um elo que liga MHb e LHb com esta rede e com o hipocampo. Além disso, as proeminentes interconexões predominantemente GABAérgicas entre IP e MnR, assim como IP e LDTg, suportam um papel chave dessas vias bidirecionais na resposta comportamental à nicotina. / The habenula is an epithalamic structure differentiated into two nuclear complexes, medial (MHb) and lateral habenula (LHb). Recently, MHb together with its primary target, the interpeduncular nucleus (IP), have been identified as major players in mediating the aversive effects of nicotine. However, structures downstream of the MHb-IP axis, including the median (MnR), caudal dorsal raphe nucleus (DRC), and the laterodorsal tegmental nucleus (LDTg), may contribute to the behavioral effects of nicotine. The afferent and efferent connections of the IP have hitherto not been systematically investigated with sensitive tracers. Thus, we placed injections of retrograde or anterograde tracers into different IP subdivisions, the MnR, or LDTg and additionally examined the transmitter phenotype of some major IP and MnR afferents by combining retrograde tract tracing with immunofluorescence and in situ hybridization techniques. Besides receiving topographically organized inputs from MHb and also LHb, we found that the main theme of IP connectivity are strong reciprocal interconnections with midline structures, including the MnR/DRC, nucleus incertus, supramammillary nucleus, septum, and LDTg. The bidirectional connections between IP and MnR and the LDTg inputs to the IP proved to be mostly GABAergic. Regarding a possible topography of IP outputs, all IP subnuclei gave rise to descending projections, whereas ascending projections, including focal projections to the ventral hippocampus, ventrolateral septum, and LHb mostly originated from the dorsocaudal IP. Our findings indicate that IP is closely associated to a distributed network of midline structures, all of them considered key modulators of hippocampal theta activity. Thus, IP forms a node that links MHb and LHb with this network and the hippocampus. Moreover, the rich predominantly GABAergic interconnections between IP and MnR, as well as IP and LDTg, support a cardinal role of these bidirectional pathways in the behavioral response to nicotine.

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2016-08-05T12:42:03Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese final_Taisy.corrigida2016.biblioteca.pdf: 2862702 bytes, checksum: 4387dbfa9803b0de752dff7c0388521c (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-05T12:42:03Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese final_Taisy.corrigida2016.biblioteca.pdf: 2862702 bytes, checksum: 4387dbfa9803b0de752dff7c0388521c (MD5) Previous issue date: 2016-02-29 / CNPq / A maturação do sistema de controle de ingestão alimentar pode se moldar em correspondência ao ambiente nutricional, direcionando o seu padrão maduro. Nos primeiros dias de vida, no rato, o principal mediador para a saciedade e fome é a informação de enchimento ou esvaziamento gástrico, respectivamente. Esta informação nesse período é coordenada notadamente pela periferia provavelmente pela a imaturidade do controle central. O controle da ingestão alimentar homeostático é coordenado pelo núcleo do trato solitário e pelos núcleos hipotalâmicos que através de diferentes moléculas, como sensores energéticos, peptídeos e neurotransmissores coordena os sinais oriundos de tecidos periféricos. Portanto, os objetivos do presente trabalho foram avaliar a maturação de controle da ingestão alimentar em ratos neonatos e o papel do sistema serotoninérgico nesse processo. Foram utilizados ratos Wistar em duas idades P10 e P18 submetidos à desnutrição proteica ou não. Foram realizados os seguintes procedimentos experimentais: avaliação de ingestão alimentar, expressão gênica de peptídeos e sensores energéticos no hipotálamo de animais normonutridos e ativação de c-fos em resposta a agonista serotoninérgico no hipotálamo e núcleos da rafe em animais submetidos à desnutrição ou não. Nossos resultados revelaram que os sensores hipotalâmicos respondem precocemente ao estado de jejum (AMPKα1 -10dias: 16,79 ± 1,01, P=0,0174 e mTOR -10 dias: J=37,50 ± 2,67, p=0,036) e alimentado (AMPKα1 10dias: C=11,39 ± 1,17 e mTOR aos 10 dias: C=48,74 ± 4,21). A desnutrição promove inibição da via serotoninérgica além de reduzir a ativação de células imunorreativas aos 18 dias no núcleo PVN (Desnutrido-Fenfluramina: 200,8 ± 24,38, n=5, versus Desnutrido-Salina: 234,5 ± 43,32, n=5 p<0,006), traduzido em maior ganho de peso dos animais Desnutrido-Fenfluramina (2,32±0,36 n=10; p=0,017) em relação ao grupo Desnutrido-Salina (1,19±0,24 n=10). Portanto, nossos resultados revelam que o controle da ingestão alimentar em neonatos é afetado pela desnutrição com alterações na via serotoninérgica aos 18 dias e que os sinalizadores hipotalâmicos aos 10 dias participam sobre o controle da ingestão de alimentos. / The maturation of food intake patterns can be shaped in correspondence to the nutritional environment, directing his mature standard. In the first days of life in the rats, the main mediator for satiety and hunger is filling or gastric emptying, respectively.This information in this period is coordinated notably the periphery probably due to immaturity of the central control. The homeostatic control of food intake is coordinated by the nucleus of the solitary tract and the hypothalamic nuclei by different molecules, such as energy sensors, peptides and neurotransmitters coordinates signals from the periphery.Therefore, the objective of this study was to evaluate the control of maturation of food intake in newborn rats. Wistar rats were used at ages P10 and P18 submitted to protein malnutrition or not.The following experimental procedures were performed: assessment of food intake, gene expression of peptides and energy sensors in the hypothalamus of control animals and c-fos activation in response to agonist serotonin in the hypothalamus and raphe nuclei in animals subjected to malnutrition or not. Our results revealed that the hypothalamic sensors early answer to the fasting state (AMPKα1 10days: 16,79 ± 1,01 p = 0,0174) and mTOR at 10 days ( J = 37,50 ± 2,67; p = 0.036) and fed (AMPKα1 10days: C = 11,39 ± 1,17 and mTOR at 10 days: C = 48,74 ± 4,21). Malnutrition promotes inhibition of serotonin pathway and reduces the activation of immunoreactive cells after 18 days in the PVN core (Low protein-Fenfluramine: 200,8 ± 24,38; n = 5, versus Low protein-Salina: 234,5 ± 43,32; n = 5 p <0.006), translated into higher weight gain of Low protein-Fenfluramine animals (2,32 ± 0,36; n = 10; p = 0,017) compared to the group Low protein-Salina (1,19 ± 0,24, n = 10). Therefore, our results show that the control of food intake in newborns is affected by malnutrition to changes in serotonin via at 18 days and that the hypothalamic sensors at 10 days for the control of food intake.

O presente estudo objetivou analisar o envolvimento diferenciado dos núcleos da rafe nas respostas homeostáticas de ratos machos jovens submetidos a exercício físico. Foram formados os grupos de animais treinados (T) e sedentários (S). Para os animais do grupo T foi adotado o protocolo de natação moderada, por meio do qual os animais foram treinados durante oito semanas consecutivas, apresentando, cada semana, cinco dias de treinamento e dois de descanso. Após o período de treinamento, os animais foram perfundidos transcardiacamente e o encéfalo removido, pós-fixado, crioprotegido e criosecionado em cortes coronais de 40&#61549;m, para processamento com técnicas de imunoperoxidase pelo método ABC contra a proteína Fos, utilizando-se DAB como cromógeno. A análise da ativação neuronal foi efetuada pela expressão da proteína Fos. Os cortes foram analisados em microscopia de campo claro e uma série adjacente foi montada em lâminas gelatinizadas e coradas com tionina, método de Nissl, para controle citoarquitetônico. Durante o experimento, notou-se a adaptação dos animais ao exercício (grupo T), sendo necessária a adição, em sua cauda, de pesos relativos ao peso corpóreo do animal, proporcionando uma adequada seqüência de treinamento. A análise quantitativa evidenciou diferentes densidades de marcação nos diferentes núcleos entre os grupos experimentais. A análise estatística ANOVA e o teste Tuckey evidenciaram diferenças estatísticas entre os grupos, onde os animais do grupo T apresentaram maior ativação de neurônios em relação aos animais do grupo S. O núcleo RPa apresentou o maior número médio de células ativadas, fato evidenciado pela contagem dos neurônios Fos-imunorreativos (Fos-IR), respectivamente, nos grupos T e S: (57,74 e 44,40); seguido pelos núcleos DR (56,67 e 47,15), RMg (42,68 e 36,09), ROb (23,98 e 19,70), MnR (23,89 e 21,19) e PnR (20,18 e 14,07). No núcleo PMnR foi observada, contrariamente aos demais grupos, um maior número médio de células ativadas no grupo S em relação ao grupo T (5,35 e 4,08, respectivamente). Entretanto, estatisticamente, esse dado não é representativo. Assim, de forma inédita, verificou-se a participação diferenciada dos núcleos da rafe nos mecanismos homeostáticos relacionados ao exercício físico em animais treinados. / The aim of this work was to study the distinguished involvement of the raphe nuclei in homeostatic mechanisms of young male rats submitted to physical exercises. Trained (T) and sedentary (S) animals constituted the experimental groups. For animals of group T, the method applied were the moderate swimming protocol, when the animals were trained consecutively for eight weeks (five days training, two days for rest). After the training, the animals were transcardiacally perfused and their brain were removed, post-fixated, cryoprotected and cryosectioned in coronal sections of 40&#61549;m, which were processed with ABC-DAB anti-Fos immunoperoxidase techniques. The analysis of the neuronal activation was observed by the expression of Fos protein. The sections were analyzed in light microscopy and an adjacent series was mounted in gelatinous slides and stained with tionin, Nissl method, for cytoarchitectonical control. Animals of group T adaptation to exercise was observed during the experiment when heaviness, equivalent to the animal’s body weight, was added in their tails, giving an adequate training sequence. The quantitative analysis highlighted different densities of mark in different nuclei between the experimental groups. The statistic analysis ANOVA and Tuckey test presented different densities between experimental groups, in which the T group of animals showed bigger activation of neurons in relation to the S group of animals. The RPa nucleus showed the higher median number of labeled cells, fact evidenced through the counting of Fos-immunoreactive neurons (Fos-IR), respectively, between T and S groups: (57,74 and 44,40); followed by DR (56,67 and 47,15), RMg (42,68 and 36,09), ROb (23,98 and 19,70), MnR (23,89 e 21,19) and PnR (20,18 and 14,07) nuclei. In the PMnR nucleus was observed, against the other groups, higher number of median numbers of labeled cells in the S group in relation to T group (5,35 and 4,08, respectively). Thus, the distinguished raphe nuclei’s participation in homeostatic mechanisms related with physical exercises in trained animals was evidenced for the first time.

Os núcleos da rafe são agrupamentos celulares cujo principal tipo é o serotoninérgico. Em anuros adultos a estimulação elétrica e química da rafe bulbar não causa alteração na ventilação, enquanto que em mamíferos, dependendo da localização exata desta estimulação, a ventilação pode ser inibida ou estimulada. Ainda em mamíferos, os núcleos bulbares da rafe participam da resposta cardiorrespiratória à hipóxia (5% O2) e hipercarbia (5% CO2), enquanto que em anfíbios isto ainda não foi investigado. Portanto, o objetivo do presente trabalho foi investigar a participação dos núcleos da rafe nas respostas cardiorrespiratórias à hipóxia e hipercarbia em sapos (Rhinella schneideri). Para isso, primeiramente os núcleos da rafe foram localizados e identificados na espécie estudada. Imunorreatividade para proteínas Fosrelacionadas foi utilizada para verificar se estes núcleos são ativados ou inibidos durante o estímulo hipóxico e hipercárbico, e, adicionalmente, o papel dos núcleos magno e pontino da rafe nas respostas cardiorrespiratórias à hipóxia e hipercarbia foi investigado por meio da lesão nãoseletiva com ácido ibotênico. A ventilação pulmonar foi medida diretamente pelo método pneumotacográfico e a pressão arterial por canulação da artéria femoral. Os resultados demonstram que os núcleos bulbares da rafe são inibidos após o estímulo hipóxico e hipercárbico. A hipóxia causou aumento da ventilação pulmonar e da frequência cardíaca nos grupos veículo e lesado. A hipercarbia causou aumento da ventilação pulmonar em ambos os grupos. A lesão nãoseletiva dos núcleos magno e pontino da rafe não teve efeito na ventilação basal (durante normóxia normocárbica) e nas respostas cardiorrespiratórias à hipóxia e hipercarbia, sugerindo que estes núcleos não participam do controle da ventilação em condições basais ou durante a hipóxia e hipercarbia em sapos. / The raphe nuclei are brainstem cell groups and the main cell type is serotonergic. In adult anurans electrical or chemical stimulation of the medullary raphe has no effect on ventilation, whereas in mammals depending on the specific site of stimulation, an excitatory or inhibitory response is elicited. In mammals the medullary raphe participate in the ventilatory and cardiovascular response to hypoxia and hipercarbia while in amphibians there are no data available. Thus the present study was designed to investigate whether the raphe nuclei of toads (Rhinella schneideri) participate in the ventilatory and cardiovascular response to hypoxia (5% O2) and hipercarbia (5% CO2). First the raphe nuclei were located and identified. Fosrelated immunoreactivity was used to verify whether the raphe nuclei are activated or inhibited by hypoxia or hypercarbia. In addition, the role of raphe magnus and pontis in the respiratory and cardiovascular responses to hypoxia and hypercarbia were investigated by nonselective lesioning with ibotenic acid. Pulmonary ventilation was directly measured by pneumotachographic method and the arterial pressure by a femoral catheter. The results indicate that the medullary raphe nuclei are inhibited after hypoxic and hypercarbic stimulus (2,5h). Hypoxia caused hyperventilation and increase in the cardiac frequency in the vehicle and lesioned groups. Hypercarbia caused hyperventilation in both groups. Chemical lesions in the raphe magnus and pontis did not affect ventilatory or cardiovascular variables under resting conditions (normoxic normocárbica) or during the response to hypoxia or hipercarbia.

Componente essencial do sistema de temporização circadiano, o núcleo supraquiasmático (NSQ) possui três aferências principais: o trato retinohipotalâmico (TRH), o trato geniculohipotalâmico (TGH) e as terminações serotonérgicas da rafe. Suas células possuem oscilação circadiana autônoma que resultam na expressão rítmica dos chamados genes do relógio. O presente estudo analisa as concentrações de 5-HT nos núcleos da rafe e NSQ de ratos em livre-curso e mostra que somente os núcleos obscuro e linear apresentam ritmos endógenos com ação determinante do ciclo claro-escuro na no ritmo diário; compara a organização intrínseca do NSQ de primatas e roedores, mostrando organização diferenciada dos terminais serotonérgicos e do TGH em relação aos do TRH sugerindo funções diferentes dessas aferências no NSQ de primatas. Além disso, o padrão de expressão dos genes do relógio no NSQ do primata ao longo do período de atividade mostrou que os genes BMAL1 e Per1 apresentam pico de expressão ao redor do ZT2 e o gene Per2 no ZT7. Os dados demonstram diferenças interespecíficas importantes nas características neuroquímicas e moleculares do NSQ. / Essential component of the circadian timing system, the suprachiasmatic nucleus (SCN) receives dense retinohypothalamic RHT, geniculohypothalamic tract GHT and serotonergic innervation arriving from the raphe nuclei. SCN has pacemaker cells that produce rhythmic expression of clock genes. This study investigates the levels of 5-HT in the raphe nuclei and SCN in free running rats and shows endogenous rhythms in the obscurus and linear raphe nuclei, which is regulated by the daily light: dark cycle rhythms. The comparative analysis of the intrinsic structure of the SCN of primates and rodents shows a different organizational pattern of serotonergic and GHT terminals and the RHT terminals, suggesting different actions of serotonin and neuropeptide Y in the control of circadian rhythmicity in primates. Moreover, the pattern of the clock genes SCN expression along the awaken period in the primates show that BMAL1 and Per1 RNAm peaks of expression occur around ZT2 and Per2 around ZT7. These data suggest that the neural organization of the circadian timing system in the studied primate differ from those of the most commonly studied rodents.

Os núcleos da rafe são agrupamentos celulares cujo principal tipo é o serotoninérgico. Em anuros adultos a estimulação elétrica e química da rafe bulbar não causa alteração na ventilação, enquanto que em mamíferos, dependendo da localização exata desta estimulação, a ventilação pode ser inibida ou estimulada. Ainda em mamíferos, os núcleos bulbares da rafe participam da resposta cardiorrespiratória à hipóxia (5% O2) e hipercarbia (5% CO2), enquanto que em anfíbios isto ainda não foi investigado. Portanto, o objetivo do presente trabalho foi investigar a participação dos núcleos da rafe nas respostas cardiorrespiratórias à hipóxia e hipercarbia em sapos (Rhinella schneideri). Para isso, primeiramente os núcleos da rafe foram localizados e identificados na espécie estudada. Imunorreatividade para proteínas Fosrelacionadas foi utilizada para verificar se estes núcleos são ativados ou inibidos durante o estímulo hipóxico e hipercárbico, e, adicionalmente, o papel dos núcleos magno e pontino da rafe nas respostas cardiorrespiratórias à hipóxia e hipercarbia foi investigado por meio da lesão nãoseletiva com ácido ibotênico. A ventilação pulmonar foi medida diretamente pelo método pneumotacográfico e a pressão arterial por canulação da artéria femoral. Os resultados demonstram que os núcleos bulbares da rafe são inibidos após o estímulo hipóxico e hipercárbico. A hipóxia causou aumento da ventilação pulmonar e da frequência cardíaca nos grupos veículo e lesado. A hipercarbia causou aumento da ventilação pulmonar em ambos os grupos. A lesão nãoseletiva dos núcleos magno e pontino da rafe não teve efeito na ventilação basal (durante normóxia normocárbica) e nas respostas cardiorrespiratórias à hipóxia e hipercarbia, sugerindo que estes núcleos não participam do controle da ventilação em condições basais ou durante a hipóxia e hipercarbia em sapos. / The raphe nuclei are brainstem cell groups and the main cell type is serotonergic. In adult anurans electrical or chemical stimulation of the medullary raphe has no effect on ventilation, whereas in mammals depending on the specific site of stimulation, an excitatory or inhibitory response is elicited. In mammals the medullary raphe participate in the ventilatory and cardiovascular response to hypoxia and hipercarbia while in amphibians there are no data available. Thus the present study was designed to investigate whether the raphe nuclei of toads (Rhinella schneideri) participate in the ventilatory and cardiovascular response to hypoxia (5% O2) and hipercarbia (5% CO2). First the raphe nuclei were located and identified. Fosrelated immunoreactivity was used to verify whether the raphe nuclei are activated or inhibited by hypoxia or hypercarbia. In addition, the role of raphe magnus and pontis in the respiratory and cardiovascular responses to hypoxia and hypercarbia were investigated by nonselective lesioning with ibotenic acid. Pulmonary ventilation was directly measured by pneumotachographic method and the arterial pressure by a femoral catheter. The results indicate that the medullary raphe nuclei are inhibited after hypoxic and hypercarbic stimulus (2,5h). Hypoxia caused hyperventilation and increase in the cardiac frequency in the vehicle and lesioned groups. Hypercarbia caused hyperventilation in both groups. Chemical lesions in the raphe magnus and pontis did not affect ventilatory or cardiovascular variables under resting conditions (normoxic normocárbica) or during the response to hypoxia or hipercarbia.

Chronic stress and dysfunction of the serotonergic system in the brain have been considered two of the major risks for development of depression. In this study, adult Fischer 344 rats were subjected to a regimen of chronic social defeat (CSD). To mimic stressful conditions, some rats were not exposed to CSD, but instead treated with corticosterone (CORT) in oral solution while maintained in their home cage. Protein levels of the serotonin transporter (SERT) in the dorsal raphe nucleus (DRN), hippocampus, frontal cortex, and amygdala were examined by Western blotting or immunofluorescence staining. The results showed that CSD up-regulated SERT protein levels in the DRN, hippocampus, frontal cortex, and amygdala regions. This up-regulation was abolished or prevented by adrenalectomy, or treatment with antagonists of corticosteroid receptors mifepristone and spironolactone, alone or in combination. Similarly, up-regulated SERT protein levels in these brain regions were also observed in rats treated with oral CORT ingestion, which was analogously prevented by treatment with mifepristone and spironolactone. Furthermore, both CSD- and CORT-induced up-regulation of SERT protein levels in the DRN and three brain regions were attenuated by simultaneous treatment with fluoxetine, an antidepressant that specifically inhibits serotonin reuptake. The results indicate that up-regulation in SERT protein levels in the DRN and forebrain limbic structures caused by CSD regimen was mainly motivated by CORT through corticosteroid receptors. The present findings demonstrate that chronic stress is closely correlated with the serotonergic system by acting on the regulation of the SERT expression in the DRN and its projection regions, which may contribute to the development of depression. Chronic stress and dysfunction of the serotonergic system are etiologically related to depression. In an attempt to explore their interaction, we found that chronic social defeat upregulated expression of serotonin transporter in the DRN and the projection regions, which may induce an alteration of serotonin transformation in the brain. This interaction may account for the development of this disease.

Insulin-like 6 immunoreactivity (irINSL6) was detected in Leydig cells of the mouse testis. In the brain, labeled somata were detected mainly in the caudal hypothalamus and midbrain. Double labeling the brainstem sections revealed that irINSL6 somata were 5-hydroxytryptamine (5-HT) positive. The presence of irINSL6 in discrete populations of hypothalamic and brainstem neurons and in Leydig cells of the testis suggests a diverse biological function of this novel peptide.